王陸根 崇利制鋼有限公司

淺議機械設計制造及其自動化的設計及發(fā)展趨勢

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機械設計制造及其自動化的設計在人類未來的發(fā)展方向上是智能化及人性化發(fā)展，只有這樣，才能增強機械制造的安全性及可靠性。雖然發(fā)展空間廣闊，但按中國現(xiàn)在的機械制造技術離頂尖的技術還是有差距的，只有不斷克服存在的技術問題，進行完善，才能真正的踏足世界前列，引領世界未來的機械制造產(chǎn)業(yè)。

機械設計制造 自動化技術 設計原則 發(fā)展趨勢

我國的機械設備主要運用于各個工業(yè)領域，故又通常將機械設計制造稱作工業(yè)機械，不斷向各個行業(yè)輸送各類技術裝備，促進我國工業(yè)的快速發(fā)展。傳統(tǒng)機械制造業(yè)存在工作強度大、生產(chǎn)效率低下和產(chǎn)品質量不高的明顯不足，必須加快機械制造業(yè)的自動化進程，將原有設備改善得更為高效、節(jié)能和多功能。自動化技術不能局限于機械的簡單重復動作，應該從源頭上設定相關程序來使機械智能化，在系統(tǒng)出現(xiàn)問題時能夠自我診斷和維護，根據(jù)實際情況調整操作以準確完成任務。

一、機械自動化的設計原則

（一）滿足設備需求。任何機械設備的設計初衷都是為了滿足人們的需求，不同產(chǎn)品會因不同需求而有其核心性能，如吊車的中心性能就是起重和緊急救援。人們在機械制造業(yè)應用自動化技術時，一定充分考慮用戶的核心需求，將產(chǎn)品信息和功能體現(xiàn)出來，以滿足人們的不同需求。

（二）操作方便。傳統(tǒng)機械設備往往存在可操作性不強的缺陷，缺乏人性化設計的考慮，如設備體型龐大、操作步驟復雜等。自動化技術不僅僅是將各項功能整合在同一設備，還要將其有機融合起來，成為一個功能完整、操作簡單的機械設備。

（三）提升產(chǎn)品品質。人工操作往往存在精度不高、品質難以控制的缺點，這于生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量是很不利的。機械自動化必須提高設備的精準度，能夠穩(wěn)定、連續(xù)的運行，可將操作工人從繁雜的流水線工作中解放出來，大大節(jié)省人力和物力。同時，系統(tǒng)自動化實現(xiàn)對生產(chǎn)全流程的控制，提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)精度和生產(chǎn)效率，整體提升產(chǎn)品品質。

（四）利用先進技術。充分利用優(yōu)異措施可大大提高機械生產(chǎn)和自動化的水平，提高產(chǎn)品及系統(tǒng)的性能，充分體現(xiàn)現(xiàn)代設備的智能化和人性化。（1）各式生產(chǎn)設施。（2）信息處置機器。（3）能量交換機器

二、機械自動化的發(fā)展現(xiàn)狀

（一）機械設計方法。發(fā)達國家特別重視機械設計方面的設計準則，不斷更新行業(yè)相關領域的數(shù)據(jù)，尤其是新型設計方法的采用。而國內CAD技術的應用還處于起步階段，很多企業(yè)仍堅信人力生產(chǎn)才是機械設計的主要手段，這與發(fā)達國家存在較大的應用差距。

（二）機械制造工藝。機械設備制造工藝一定程度決定了產(chǎn)品的質量，不斷改善原有機械制造工藝、推進新型加工方法的應用是提升機械自動化水平的重要途徑。我國對于新型制造工藝與技術的關注度不夠，高科技制造工藝的普及覆蓋率極低，嚴重制約了我國機械制造業(yè)的發(fā)展，不利于提升機械自動化水平。

（三）機械自動化技術。發(fā)達國家的工業(yè)機械經(jīng)過多年的積累，機械設備設計制造集成化水平和智能化水平已經(jīng)很高，很多工業(yè)企業(yè)利用數(shù)控機床技術和FMS（柔性制造系統(tǒng)）技術，實現(xiàn)機械制造自動化的柔性技術。而我國的機械自動化水平還處于單機自動化和剛性自動化的發(fā)展階段，少數(shù)大型企業(yè)逐漸引進柔性制造系統(tǒng)和制造單元，大力推進機械自動化的柔性技術應用，但同發(fā)達國家的差距也不容忽視。

三、機械自動化的發(fā)展趨勢

（一）微型化。機械制造微型化是未來發(fā)展的主流方向之一，通過微米技術和納米技術縮減產(chǎn)品體積，將物料成本和生產(chǎn)成本降低，提高設備的裝配、使用靈活度。將納米技術這一先進手段應用于產(chǎn)品制造過程，能夠顯著提高產(chǎn)品的精度和性能。此外，模塊化也是機械自動化的一大發(fā)展趨勢，主要用于結構復雜、安裝難度高的生產(chǎn)工程中。各生產(chǎn)廠家所出廠的產(chǎn)品種類繁多，機械設備標準難以統(tǒng)一，進行接口單元設計就顯得十分重要。模塊化發(fā)展能為機械設計制造提供便利，促進整個行業(yè)的發(fā)展，同時也提升了自己的市場競爭力。

（二）網(wǎng)絡化。計算機技術發(fā)展至今，網(wǎng)絡技術在各行各業(yè)都廣泛應用，加強互聯(lián)網(wǎng)技術的應用，促進機械制造自動化技術與網(wǎng)絡技術的融合，是未來機電設備一體化發(fā)展的必然要求。在網(wǎng)絡技術條件的支持下，利用遠程控制技術和監(jiān)視技術對機械制造業(yè)進行全過程的控制和管理。遠程控制技術可以控制機械產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，同時利用監(jiān)視技術管理生產(chǎn)過程，從而實現(xiàn)對機械生產(chǎn)制造全過程的監(jiān)管與控制。

（三）智能化。機械自動化技術的核心是實際應用性，自動化技術發(fā)展要從企業(yè)的實際需求和客觀條件出發(fā)，最終目的是利用自動化技術實現(xiàn)經(jīng)濟效益最大化。因此，基于網(wǎng)絡技術的發(fā)展，機械自動化技術要大力發(fā)展設備智能化，對傳統(tǒng)機械制造技術進行改革創(chuàng)新與發(fā)展。

（四）綠色化。能源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化，這就必然要求機械自動化朝著綠色經(jīng)濟方向發(fā)展，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和集約型社會號召，真正體現(xiàn)我國發(fā)展綠色經(jīng)濟的決心。這就要求對傳統(tǒng)機械制造技術進行改革和創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)高能源消耗的制造模式。

（五）光機電一體化。光機電一體化是指光學技術、計算機技術與微電子技術的融合，該技術能提高機械產(chǎn)品的附加值，將傳感檢測技術、激光技術和光能驅動技術協(xié)調發(fā)展。

綜上所述，傳統(tǒng)機械設計制造業(yè)的水平還停留在初級發(fā)展階段，存在工作強度大、生產(chǎn)效率低下和產(chǎn)品質量不高的缺陷，必須加快機械制造業(yè)的自動化進程，將原有設備改善得更為高效、節(jié)能和多功能。而機械自動化的主要發(fā)展方向是微型化、網(wǎng)絡化、智能化、綠色化和光機電一體化，在原有機械自動化的基礎上進行改革和發(fā)展，為提升我國機械制造水平做貢獻。

[1]白雪峰；機械設計制造及其自動化的設計原則及發(fā)展趨勢[J]；中國機械；2014（16）

[2]劉良波；機械設計制造及其自動化的設計原則及發(fā)展趨勢分析[J]；中國機械；2014（22）

[3]劉洋，周翠云；機械設計制造及其自動化的設計原則及發(fā)展趨勢[J]；城市建設理論研究（電子版）；2015（05）